I huvudstaden Belgrad samlades människor på en större motorväg och en bro och ropade slagord mot regeringen. Även på andra håll i landet hölls demonstrationer.
– De tillåter utländska företag att göra vad de vill i vårt land. De dukar upp oss om på ett bord där alla kan komma och ta vad de vill, säger demonstranten Vladislava Cvoric.
Serbiske tennisstjärnan Novak Djokovic delar en bild på protesten på Instagram, och säger att ren luft, vatten och mat är nyckeln till välmående.
Stora mängder litium har hittats runt staden Loznica. Gruvjätten har köpt upp mark i området, men har ännu inte fått godkännande att inleda gruvverksamhet. Litium används bland annat i elbilsbatterier, mobiltelefoner och datorer och efterfrågan på metallen är stor.
Men utvinningen är ofta miljöproblematisk. Gruvbrytningen lämnar vanligtvis stora sår i marken, kräver mycket vatten och leder till omfattande koldioxidutsläpp.
Rio Tinto planerar att investera 2,4 miljarder dollar i projektet. Kritiker anklagar regeringen för att man försöker att göra det möjligt med illegal appropriering och för att ignorera miljökonsekvenser.
Förra veckan hölls liknande demonstrationer. En sådan attackerades av maskerade män i Sabac, vilket ledde till ilska på sociala medier och anklagelser om att regeringen använder sig av huliganer för att slå ned protesterna.